专利名称：带元件的双面电路板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及印刷线路板的领域，具体涉及带元件的双面电路板，例如双面柔 性线路板(FPC)或者刚性线路板以及其互连导通新方法，例如，直接将元件脚通过SMT回流 焊接在另一面电路上使双面电路板两面电路导通。本实用新型还披露了无需采用钻孔和 无需沉铜镀铜的非化学方式形成导通孔，此方法更加便利于制作连续整卷的双面灯带线路 板。
背景技术：
在传统的双面线路板的制造工艺中，一般均采用机械钻孔或者是激光钻孔的方式 在覆铜板上钻出线路过孔，然后通过化学镀铜工艺来使双面柔性印刷线路板上的通孔内壁 形成导电层，传统盲孔型线路板的生产工艺中，采用先激光钻孔形成盲孔，然后通过黑孔化 或化学镀后再电镀增加铜厚的通孔导电化处理工艺。此方法由于需要电镀和化学镀，对环 境造成严重污染。而传统的无需沉铜镀铜的双面印刷线路两面导通通常采用的碳油灌孔或银浆灌 孔形成导通方式，均有其明显的缺点，碳油灌孔成本低，但是由于碳油电阻大，导电效果差； 而银浆灌孔导电效果好，但银浆的价格非常的昂贵，不适合大量生产。同时，传统的制作工艺中机械钻孔机和激光钻孔机，造价昂贵，钻孔速度慢，生产 效率低。并且由于机械钻孔机是平面钻孔，其台面为635X762mm左右，因此能生产的最大 板为635 X 762mm左右，不能生产大于762mm的板，而随着现今LED行业的不断发展，LED灯 带越来越迫切需要大于762mm的超长线路板，甚至达到100米以上的长度，因此传统的钻孔 方式制作导通孔越来越无法满足科技发展的需要。而且机械钻孔时还会消耗大量的酚醛树 枝盖板和木质纤维底板，激光钻孔机在高温灼烧后将印刷线路板的绝缘高分子树脂气化排 到空气中，不利于环境保护。因此，需要一种能够提高生产效率，速度快，可以实现连续生产，而且便宜的工艺 替代现有的钻孔成孔方式，及为了响应国家对于节能减排的号召，减少化学方式制作工艺， 以便能够克服上述工艺的缺陷和不足，并且能够消除钻孔物料对环境的污染问题。
发明内容在详细描述本实用新型之前，本领域技术人员应当理解，“元件”在本申请中应作 最宽泛涵义上的理解，即包括所有类型的用于电路的电子元器件、电气元件或者其它类型 的元件，例如表面贴装(SMT)型的元件，带焊脚或插脚的元件如各种SMT型各色元件、支架 (即带插脚的)型的各色元件、各种大功率器件等等。因此，用语“元件脚”涵括了元件的焊 脚、插脚、支脚等各种用语和/或任何可用于实现导电连通的结构或者部分。此外，用语“线路板”和“电路板”在本申请可以互换地使用。根据本实用新型，披露了一种用于双面线路板的通过元件来实现互连导通的方 法，包括提供形成有孔的双面线路板，其中，所述线路板包括顶层线路层、底层线路层以及结合在所述顶层线路层与底层线路层之间的绝缘膜层，所述孔穿过顶层线路层和绝缘膜层 但不穿通底层线路层；将元件的一部分焊接在顶层线路层上，并且将元件的另一部分焊接 在所述孔位置处的底层线路层上，从而实现顶层线路层与底层线路层的互连导通。当然，根据本实用新型的一优选实施方案，所述孔位置的底层线路层可以成形为 与顶层线路层相齐或接近平齐，然后再进行元件焊接，这样更可以保证焊接质量和导通的 可靠性。根据本实用新型的一优选实施例，所述方法还包括，在进行焊接之前，在所述顶层 线路层的焊盘上以及所述孔位置处的底层线路层上施加锡膏；之后，直接将所述元件的元 件脚对应地焊接在所述顶层线路层的焊盘以及所述孔位置处的底层线路层上，从而在焊接 好元件的同时通过元件脚来实现顶层线路层与底层线路层的互连导通。根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是顶层线路层和底层线路层 均为铜线路层的双面覆铜板，所述的施加锡膏是通过丝网印刷方式施加的，所述焊接是SMT 回流焊。根据本实用新型的另一优选实施例，在所述孔的位置，通过对所述顶层线路层开 镂空窗口来去除所述顶层线路层及绝缘膜层，从而形成孔的凹槽形结构。根据本实用新型的另一优选实施例，所述孔位置处的底层线路层通过模具顶压而 被顶至与顶层线路层相齐或接近平齐。根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是双面柔性线路板或者刚性 线路板。上述元件可以是各类电子元器件，包括LED等等。本实用新型还提供了一种带元件的双面线路板，包括顶部线路层；第一胶粘剂 层；绝缘膜层；第二胶粘剂层；底部线路层；和设置在所述双面线路板中的孔；其中，所述顶 部线路层经由第一胶粘剂层结合在绝缘膜层的一面上，并且所述底部线路层经由第二胶粘 剂层结合在绝缘膜层相反的另一面上；所述孔穿过顶部线路层、第一胶粘剂层、绝缘膜层和 第二胶粘剂层；并且，所述元件的一部分通过焊接固定在顶层线路层上，并且所述元件的另 一部分通过焊接固定在所述孔位置处的底层线路层上，从而实现顶层线路层与底层线路层 的互连导通。根据本实用新型的一优选实施例，所述孔位置的底层线路层可以成形为与顶层线 路层相齐或接近平齐，这样可以更进一步保证焊接质量和线路板两面导通的可靠性。根据本实用新型的另一优选实施例，所述双面线路板是双面柔性线路板或者刚 性线路板；在所述顶层线路层的焊盘上以及所述孔位置处的底层线路层上施加有锡膏；并 且，所述元件的元件脚通过回流焊对应地焊接在所述顶层线路层的焊盘以及所述孔位置处 的底层线路层上。根据本实用新型的另一优选实施例，所述元件是表面贴装(SMT)型元件，所述元 件通过SMT的方式安装并通过SMT回流焊焊接在所述双面线路板上。本实用新型还披露了一种LED灯带，包括如上所述的带元件的双面线路板以及安 装于其上的元件。更具体而言，根据本实用新型，通过采用直接将元件脚通过SMT回流焊接在另一 面电路上使双面电路板两面电路导通的电路板，不仅通过将SMT贴元件的步骤与焊接步骤整合起来而节省了工艺步骤，而且这种工艺可使得元件的焊接质量可靠，且双面线路的导 通也具有很高的可靠性。本实用新型中使用的胶粘剂层可以是热固胶粘剂层，热固胶粘剂是丙烯酸胶粘 剂，或者环氧胶粘剂，或者是流胶量小的玻纤半固化片(PP)。根据本实用新型，涉及直接将元件脚通过SMT回流焊接在另一面电路上使双面电 路板两面电路导通的电路板。此类电路板制作方法减少沉铜镀铜等化学处理工艺，减少废 水排放。与传统的工艺和印刷线路板构造相比，本实用新型的工艺不仅降低了生产成本，提 高了工艺过程和最终产品的可靠性和质量，大大提高了生产效率，而且重要的是，此工艺可 以实现线路板的连续不间断的生产，从而引发印刷线路板制作长度限制的革命，并且这种 工艺减少了钻孔带来的高分子污染物的消耗，和减少沉铜镀铜工序制作，减少了线路板制 作工艺中的化学废水排放，是环保的，能够基本上避免和消除现有钻孔、沉铜、镀铜工艺所 带来的环境污染问题。而和传统的碳油、银浆灌孔方式制作导通线路的方法比，其导电性能 好，生产成本低。本实用新型的另一优点还在于，由于在连接(例如焊接)元件的同时实现了两层 线路层的互连导通，因此工艺步骤减少，工艺周期缩短，并且成本也相应地降低，且线路板 质量更加可靠。根据本实用新型的一方面，披露了一种先将单面覆铜板，无铜绝缘面覆上热固胶 粘剂层用模具冲孔后，热压覆合上另一层铜即形成凹槽形孔结构，凹槽底部为底层裸露铜 面；然后再采用模具顶压的方式，将凹槽底铜顶至与顶铜面相齐或接近平齐；电路导通是 通过SMT回流焊使元件脚直接和底铜焊接在一起形成电路导通。单面覆铜板可以是柔性电路覆铜板(FCCL)，也可以是刚性电路覆铜板(CCL)。凹槽形孔结构可以是方形坑或者矩形坑。本实用新型还披露了用这种凹槽形结构的覆铜板通过常规线路板制作方式完成 电路板制作后，用模具冲压使孔位底铜顶压至和上层面铜相齐或者接近平齐。根据本实用新型的一个重要特征，披露了在SMT元件脚的焊接是将元件脚直接焊 接在另一层的线路上，从而实现上下两层线路的导通。根据本实用新型的一优选实施例，上述凹槽形孔是用单面覆铜板覆热固胶后用模 具冲孔，然后和另一层铜箔复合而成。根据本实用新型的一个优选实施例，上述热固胶是丙烯酸酯类的或者是环氧类型 的热固胶。根据本实用新型的一个优选实施例，上述的铜箔是具有延展性的纯铜箔或者是合 金铜，厚度为0. 01-1. Omm,优选的厚度为0. 012-0. 5mm。根据本实用新型的一个优选实施例，上述的凹槽形孔底铜顶至与顶铜面相齐或接 近平齐，达成SMT焊接时元件脚用锡膏回流焊直接同背面电路连接。根据本实用新型的一个优选实施例，上述的凹槽形孔结构的双面印刷线路板，其 特征在于，所述通孔不经过钻孔成孔和沉铜、镀铜实现线路层导通。根据本实用新型的一个优选实施例，上述通孔是采用模具将通孔冲出。根据一种实施方式，在双面电路的顶层需要和底层连通的焊点位置镂空去除顶层 铜及绝缘层使焊脚和底层电路铜直接接触，通过SMT印刷锡膏，回流焊接导通，实现底层电路通过元件脚和顶层电路的互连。根据本实用新型的一个优选实施例，上述凹槽形孔需要采用凸点模具用冲压的方 式将凹槽形孔孔底的铜凸顶至凹槽形孔孔口，与顶层铜相齐或接近平齐。根据本实用新型的一个优选实施例，上述的凹孔型双面印刷线路板，其特征在于， 所述通孔可以连续冲切来制作长度0. 5米以上，优选在1米以上的印刷线路板。根据本实用新型的一个优选实施例，上述凹孔型双面印刷线路板为双面柔性印刷 线路板。根据本实用新型的另一优选实施例，上述线路层为铜箔。根据本实用新型的一种优选实施例，压合是采用粘合剂进行粘合。根据本实用新型的另一优选实施例，线路层的导通在焊接元件时直接将元件脚焊 接在另一层线路铜箔上，经回流焊后锡膏固化来实现导电连通。根据本实用新型的另一优选实施例，此种双面印刷线路板用于制作LED灯带。根据本实用新型的另一优选实施例，此种双面印刷线路板是连续整卷的长线路 板。根据本实用新型的另一优选实施例，用模具冲孔和凸顶是通过连续冲孔方式或连 续压的方式进行的。根据本实用新型的另一优选实施例，所述的直接将元件脚通过SMT回流焊接在另 一面电路上使双面电路板两面电路导通，其特征在于所述的方法不再使用化学处理使孔导
ο根据本实用新型的另一优选实施例，用本实用新型的互连导通的新方法制作的柔 性线路板(FPC)适用于LED灯带中的元件来导通柔性线路板的双面电路。此方法尤其适用于LED灯带柔性电路板。此方法简单，成本低，制作过程无需采用 化学沉镀铜实现导通两面电路，故十分环保。在以下对附图和具体实施方式
的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施例 的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其它特征、目的和优点。
图1是相关技术的双面印刷线路板的局部截面图，显示了已完成导电化化学镀铜 处理的传统线路板制作的通孔；图2显示了单面覆铜板的构造；图3显示了将热固性粘结胶贴附在单面覆铜板绝缘层后的构造；图4显示了通过模具冲孔的方式，将导通孔冲切出来的构造；图5显示了将纯铜箔通过压合与粘结层压合在一起而形成双面覆铜板的构造；图6显示了制作出线路图形的双面线路板的构造；图7显示了利用例如凸顶模具将凹槽形孔底的纯铜箔通过冲压方式顶至与顶层 线路层的凹槽形孔口相齐或接近平齐的构造；并且图8显示了经过SMT印刷锡膏后，经回流焊将元件焊接在相应的焊盘上实现双面 电路导通的构造。图9显示了在图6所示的具有线路图形的双面线路板的基础上，不经过将孔底的铜箔向上顶的工艺步骤，而直接在该孔内印刷锡膏后经过例如回流焊将元件的两端分别焊 接在对应的线路板上实现双面电路导通的构造。
具体实施方式
下面将以双面柔性印刷线路板为具体实施例来对本实用新型进行更详细的描述。 本领域技术人员应当理解，这些实施方式仅仅列举了一些本实用新型的具体实施例，对本 实用新型及其保护范围无任何限制。例如，尽管以下结合铜箔来描述了实施例，但是，线路 层的材料不仅包含纯铜，而且还可以是其它的铜合金或者其它金属或合金。一、基板的制作将如图2所示的成卷的铜箔5厚度优选为12. 5-35微米、粘结胶4厚度优选为 12. 5-25微米、绝缘膜3厚度优选为12. 5-25微米的单面柔性覆铜板，在hakut mach 630压 膜机上，以120-150°C，压力为5-8kg/cm2速度为0. 8-1. Om/min的速度，与热固胶膜2压覆 在一起，从而形成如图3所示的结构。或者，也可采用涂敷烘干生产设备，将液态的热固型胶涂敷在单面覆铜板无铜面 绝缘层上。二、凹槽形孔的制作将图3所示结构的覆铜板材，经宁波欧泰CH1-25型25吨冲床上，用提前由工程部 根据客户线路设计资料制作的通孔模具，以铜面向上进行冲孔。得到如图4所示的穿过顶 层铜箔5、粘结胶4、绝缘膜3和热固胶膜2而形成通孔的构造。接着经BURKLEN LAMV多层 真空压合机以120-160°C，压力为15-20kg/cm2，压合时间为80_120min，与纯铜箔1压合在 一起形成图5所示结构。三、线路的其它制作接着用常规的线路板制作方法，经压干膜，图形转移，曝光，显影，蚀刻，贴覆盖膜 8、9，压合，文字，OSP，成型，即得到了未导通的成品线路板，如图6所示的构造。如图6所 示，尽管具体标示，图6中已经显示了顶铜线路层5的若干焊盘，例如，如图6中构造的最上 层的2-3个焊盘。此外，图6还显示了一个成形的未导通的凹槽形孔，但是这种凹槽形孔显 然可以根据需要设置任意多个。由于以上步骤是印刷线路板的传统工艺，属于业内技术人员所熟知，在此就不在 细述。四、冲压模顶孔经完成的线路板，通过宁波欧泰CH1-25型25吨冲床，采用提前由工程部根据客户 线路设计资料制作的顶孔模具，采用例如管位定位的方式，将凹槽形孔的底铜线路层1顶 至与顶铜面5相齐或接近平齐的位置，得到如图7所示的构造，以便于后续SMT焊接元件 时，锡膏回流焊接连接。在图7中，已经显示了凹槽形孔位置的底铜1被顶至与顶铜面5相 齐或接近平齐的位置，从而形成了将与元件例如通过焊接来导通的底铜线路层1的焊盘。五、SMT将元件脚直接焊接在另一层线路上在SMT焊接元件时，采用传统的SMT焊接工艺，在图7所示的线路板的焊盘位置 (即，包括顶铜线路层5的若干焊盘和底铜线路层1的焊盘)，用丝网印刷(例如钢网印刷) 而印上锡膏6，然后经自动贴片机将元件7贴附在上述的线路板上，经回流焊，5段275度固化后，焊盘位置的锡膏固化，得到如图8所示的结构，以此，将元件的两侧元件焊脚分别同 这两层线路层焊接在一起，同时实现两面线路层的电路连通。当然，SMT元件的其它合适部分也可用于实现焊接导通，而不仅限于元件的焊脚部 分。由于上述的SMT工艺属于传统的元器件贴附工艺，属于业内技术人员所熟知，在 此就不再细述。当然，作为另一实施方案，也可以在图6所示的具有线路图形的双面线路板的基 础上，省略图7所示的将凹槽形孔位置的底铜1顶至与顶铜面5相齐或接近平齐的步骤，而 直接在该凹槽形孔内印刷锡膏后经过例如回流焊、固化等工艺流程之后，将元件端焊接在 对应的线路板上实现双面电路导通，如图9所示。这样就可以进一步缩短工艺流程。本领域技术人员显然可以理解，本实用新型的双面电路导通构造同样适用于刚性 电路板(或称为硬板)，在此就不再赘述。以上结合附图将以双面柔性印刷线路板为具体实施例对本实用新型进行了详细 的描述。但是，本领域技术人员应当理解，以上所述仅仅是举例说明和描述一些具体实施方 式，对本实用新型的范围，尤其是权利要求的范围，并不具有任何限制。本实用新型的范围 由所附权利要求来限定。
权利要求一种带元件的双面线路板，包括顶部线路层；第一胶粘剂层；绝缘膜层；第二胶粘剂层；底部线路层；和设置在所述双面线路板中的孔；其中，所述顶部线路层经由第一胶粘剂层结合在绝缘膜层的一面上，并且所述底部线路层经由第二胶粘剂层结合在绝缘膜层相反的另一面上；并且所述孔穿过顶部线路层、第一胶粘剂层、绝缘膜层和第二胶粘剂层，但不穿过底部线路层；所述元件的一部分通过焊接固定在顶层线路层上，并且所述元件的另一部分通过焊接固定在所述孔位置处的底层线路层上，从而实现顶层线路层与底层线路层的互连导通。
2.根据权利要求1所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述孔位置的底层线路 层成形为与顶层线路层相齐或接近平齐。
3.根据权利要求1或2所述的带元件的双面线路板，其特征在于，在所述顶层线路层的焊盘上以及所述孔位置处的底层线路层上施加有锡膏； 所述元件的元件脚通过回流焊对应地焊接在所述顶层线路层的焊盘以及所述孔位置 处的底层线路层上。
4.根据上述权利要求1-2中任一项所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述第 一、第二胶粘剂层是选自丙烯酸胶粘剂、环氧胶粘剂和玻纤半固化片的热固型胶粘剂层。
5.根据上述权利要求1-2中任一项所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述顶 部线路层和底部线路层是厚度为0. 012-0. 5mm的纯铜箔层或合金铜层。
6.根据上述权利要求1-2中任一项所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述孔 是开镂空窗口形成的凹槽形孔。
7.根据上述权利要求1-2中任一项所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述双 面线路板是长度在0. 5米以上的连续整卷的柔性线路板。
8.根据上述权利要求1-2中任一项所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述双 面线路板是双面柔性线路板或者刚性线路板。
9.根据权利要求8所述的带元件的双面线路板，其特征在于，所述元件是表面贴装 (SMT)型元件，所述元件贴装在所述双面线路板上且同时实现双面线路板的双面电路连通。
10.一种LED灯带，包括根据权利要求1-9中任一项所述的带元件的双面线路板以及安 装于其上的元件。
专利摘要本实用新型披露了带元件的双面电路板。本实用新型提供了一种带元件的双面线路板，包括顶部线路层；第一胶粘剂层；绝缘膜层；第二胶粘剂层；底部线路层；和设置在双面线路板中的孔；其中，顶部线路层和底部线路层分别由第一、第二胶粘剂层结合在绝缘膜层上；并且孔穿过顶部线路层、第一胶粘剂层、绝缘膜层和第二胶粘剂层，但不穿过底部线路层；孔位置的底层线路层可以选择性地成形为与顶层线路层相齐或接近平齐；元件的一部分通过焊接固定在顶层线路层上并且其另一部分通过焊接固定在孔位置的底层线路层上，从而实现这两层线路层互连导通。这种线路板制作方法简单，快速，在焊接元件同时实现了线路板导通，成本低，并且制作过程无需采用化学沉镀铜，故十分环保。
文档编号H05K1/02GK201639856SQ20092021598
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年11月17日
发明者张平, 王定锋 申请人:王定锋